2.Конструктивные характеристики парогенераторов малой производительности

Для курсовой работы приняты парогенераторы малой производительности типа ДКВр, КЕ и ДЕ с максимальным давлением в барабане P = 1,4 МПа и номинальной производительностью от 2,5 до 25 т/ч, которые устанавливаются в производственно-отопительных котельных и снабжают потребителей паром и горячей водой.

Все эти парогенераторы являются двухбарабанными вертикально-водотрубными с естественной циркуляцией, экранированной топочной камерой и конвективными пучками. Они могут вырабатывать насыщенный или слабоперегретый пар. Верхний барабан всех паровых котлов является сборником пара. Пар и кипящая вода в нём занимают примерно половину объёма. В нижнем барабане находится только вода. Оба барабана имеют одинаковый внутренний диаметр 1000 мм. Пароводяная смесь, образующаяся в экранных и кипятильных трубках, поступает под уровень воды в верхний барабан. Питательная вода подаётся в верхний барабан и по опускным трубам поступает в нижний барабан и боковые коллекторы, если они имеются в конструкции котла.

Парогенераторы ДКВр выпускаются на номинальную производительность 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т/ч и давление 1,4; 2,4 и 4,0 МПа. Эти котлы могут работать на всех видах твёрдого топлива, а также на жидком и газообразном топливе. Они имеют общую конструктивную схему и отличаются размерами топки и газоходов для разной производительности агрегатов. Верхний барабан примерно равен по длине размерам парогенератора. Нижний барабан укорочен из-за размещения топки. Топки ДКВр имеют боковые настенные экраны, которые соединяют верхний барабан с боковыми коллекторами. Настенные трубы установлены также и по всей длине конвективных газоходов. В агрегатах производительностью 2,5; 4; 6,5 т/ч экраны установлены только на боковых стенах топки, а в котельных установках на 10 и 20 т/ч имеются фронтальный и задний экраны. Газоход, установленный за топкой по ходу газов, разделён на две части. Все кипятильные трубы в газоходах соединяют верхний барабан с нижним. Дымовые газы из топки сначала попадают в камеру дожигания, а затем направляются сначала в первый, а потом во второй газоходы. Парогенераторы производительностью 20 т/ч не имеют в газоходе перегородки, в них применена пролётная схема движения газов. Когда парогенератор вырабатывает перегретый пар, пароперегреватель устанавливается после 2-го или 3-го ряда труб первого конвективного пучка.

ДКВр могут работать на холодном и подогретом воздухе, однако большинство установок работает на холодном воздухе, особенно при слоевом сжигании твёрдых топлив, где воздухом необходимо охлаждать колосниковую решётку. Водяной экономайзер устанавливают почти на всех агрегатах.

Водяные экономайзеры и воздушные подогреватели устанавливаются после газоходов за пределами парогенератора.

Парогенераторы КЕ. Котельные агрегаты КЕ по взаимному расположению топочной камеры и конвективных пучков повторяют конструктивную схему парогенераторов ДКВр. Боковые экраны выполнены с более плотным шагом, уменьшен также шаг труб кипятильного пучка. Парогенераторы комплектуются слоевыми механическими топками с пневмомеханическими забрасывателями ПМЗ и решётками обратного хода, предназначенными для сжигания каменных и бурых углей и работающими при повышенных тепловых напряжениях зеркала горения.

Топочные камеры образованы боковыми экранами, фронтальной и задней стенками из огнеупорного кирпича. Между топкой и котельным пучком расположена камера дожигания топлива.

Парогенераторы серии КЕ выпускают на паропроизводительность 2,5; 4; 6,5; 10 и 25 т/ч и давление 1,4 и 2,4 МПа. Они предназначены для производства насыщенного или слабоперегретого пара 225 или 250°С . От ДКВр парогенераторы КЕ отличаются тем, что коллекторы боковых экранов расположены по всей длине парогенератора и соединены экранными трубами топки и настенными трубами конвективного газохода с верхним барабаном. Кипятильные трубы конвективного газохода соединяют верхний барабан с нижним.

Для получения перегретого пара используют пароперегреватель из стальных труб Ø 32 × 3 мм, который располагается перед первым конвективным пучком. Как правило, котельные агрегаты оборудуются водяными экономайзерами из чугунных ребристых труб.

Парогенераторы ДЕ. Паровые котлы типа ДЕ выпускаются производительностью 4; 6,5; 10 и 25 т/ч и давлением 1,4 и 2,4 МПа. В качестве топлива в них используют природный газ или мазут. В отличие от ДКВр и КЕ в котлах ДЕ применена новая компоновка топки. Она расположена справа от конвективного пучка и имеет глубину, равную длине котла. Топочная камера отделена от конвективного пучка глухой мембранной перегородкой, выполненной из труб с вваренными между ними стальными полосками (подставками). Длина верхнего и нижнего барабана одинакова. Настенные трубы установлены на всех стенках конвективного газохода, и они соединяют верхний барабан с нижним.Топочная камера экранирована со всех сторон. Ширина топочной камеры всех парогенераторов серии ДЕ одинакова и составляет 1830 мм, глубина топки меняется в зависимости от паропроизводительности от 1980 до 7200 мм. Продукты сгорания из топки через окно, расположенное с левой стороны в конце топки, направляются в конвективную поверхность нагрева.У парогенераторов производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч конвективный газоход разделён перегородкой на две части, агрегаты производительностью 16 и 25 т/ч не имеют продольной перегородки и в один ход омывают всю конвективную поверхность. Опускными трубами являются последние по ходу газов трубы конвективного пучка и трубы, вынесенные от верхнего барабана за пределы газохода. Котлоагрегаты ДЕ различных типоразмеров имеют один поперечный профиль, отличаются длиной и организацией движения дымовых газов в конвективном газоходе и на выходе из котла.

На котлах производительностью от 4 до 10 т/ч устанавливаются горелки типа ГМ, на котлах производительностью 16 и 25 т/ч – аналогичные горелки типа ГМП с камерой предварительной газификации.

Обмуровка стенок котлов выполняется, как правило, трехслойной. Причем в первом слое применяется огнеупорный кирпич, все остальные слои состоят из изоляционных плит. Снаружи поверхность стен обшивается стальными листами.

3.РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ И ЭНТАЛЬПИЙ

ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

3.1.Определение коэффициента избытка воздуха в топке

и присосов воздуха по отдельным газоходам

Коэффициент избытка воздуха в топке α_т есть отношение действительно необходимого количества воздуха V к теоретически необходимому : α_т = / >1. При сжигании топлива в топках принимается в зависимости от вида топлива, способа его сжигания и типа топочного устройства.

Согласно [1] при сжигании природного газа рекомендуется принимать α_т = 1,05 – 1,15 , при сжигании мазута α_т = 1,15 – 1,25 и при сжигании угольной пыли α_т = 1,25 – 1,35.

При сжигании углей в слое α_т определяется по типу топки и марке топлива [2]. Некоторые значения приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1

Коэффициенты избытка воздуха в топке

Тип топки	Топливо	αт
С неподвижной колосниковой решёткой	Донецкие угли Д и Г Донецкие угли АШ и АСШ	1,3 – 1,4 1,5 –1,6
С цепной решёткой обратного хода	Каменные угли Д,Г и СС Бурые угли типа Б2	1,25 – 1,35 1,25 – 1,5
С цепной решёткой прямого хода	Донецкий антрацит АС и АМ (Ап = 0,5)	1,4 – 1,5

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам увеличивается. Это обусловлено тем, что газоходы работают под разряжением и воздух из окружающей среды через неплотности в обмуровке присасывается в газовый тракт. Обычно при расчётах температуру присосанного в котельной воздуха принимают равной 30°С.

Присос воздуха принято выражать в долях теоретически не-

обходимого для горения:

Δα = ΔV_прс/ , (3.1)

где ΔV_прс - количество воздуха, присасываемого в соответствующий газоход агрегата; – теоретический объём воздуха для сжигания топлива.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева подсчитывается прибавлением к α_т соответствующих присосов:

α_i = α_т + ΣΔα_i. (3.2)

Здесь Δα_i - присос воздуха в отдельном газоходе, можно принять по [1] или табл.3.2.

Таблица 3.2

Расчётные значения присосов воздуха в топку и в газоходы

паровых котлов при номинальной нагрузке

Топочные камеры и газоходы	Δα
Топочные камеры пылеугольных паровых котлов Слоевые топки и камерные для сжигания газа и мазута Конвективный газоход: первый второй Водяной экономайзер: чугунный стальной Воздухонагреватели трубчатые, на одну ступень Золоуловители циклонные и батарейные Газоходы на каждые 10 м длины: стальные кирпичные	0,05 0,10 0,05 0,10 0,10 0,08 0,06 0,05 0,01 0,05